본 발명은 표면이 산화층으로 개질된 GaN 필름 및 조촉매를 사용하여 안정성이 향상된 광전기화학 소자에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광전기화학 소자는 열처리 과정에 의하여 자연스럽게 성장한 산화물을 도입하여 패시베이션 효과에 의해 안정성이 확보된 광전기화학 소자를 구현할 수 있다. 또한, 촉매를 추가적으로 사용하여 효율이 우수한 광전기화학 소자를 제조할 수 있는 장점이 있다.